Дереворежущие станки и инструменты

ДЕРЕВОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ

ЧАСТЬ 1

 

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ для

студентов направления подготовки бакалавров 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»

 

 

 

 

Брянск 2017

 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Брянский государственный

инженерно-технологический университет»

 

 

Кафедра транспортно-технологических машин и сервиса

 

Утверждены научно-методическим

советом БГИТУ

Протокол № 5

от «20» марта 2017 г.

 

 

ДЕРЕВОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ

ЧАСТЬ 1

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ  для студентов

направления подготовки бакалавров 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»

 

 

Брянск 2017

 

 

УДК

 

Дереворежущие станки и инструменты. Часть 1: Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления подготовки бакалавров 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»/ Брянск. гос. инжен.-технол. унив.; сост. Е.В. Шевелева.- Брянск: БГИТУ, 2017.- 60 с.

 

Изложены цели и задачи выполнения лабораторных работ. Рассмотрены основные виды резания, теоретические основы процессов резания древесины и материалов на ее основе, конструкционные особенности оборудования, а также основные требования техники безопасности работы на дереворежущих станках.

        

 

 

 

Рецензенты:

д.т.н., профессор кафедры ТТМ и С Пыриков П.Г.

 

 

Рекомендованы учебно-методической комиссией института

лесного комплекса, транспорта и экологии БГИТУ

Протокол № ___ от «___» _____________ 20 г.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………………	4
Правила техники безопасности ………………………………………...	4
Лабораторная работа № 1. Изучение простых видов резания ……………..	5
Лабораторная работа № 2. Изучение процесса поперечного пиления круглыми пилами……………………………………………………………...	9
Лабораторная работа № 3. Изучение процесса продольного пиления круглыми пилами …………….……………………………………………….	16
Лабораторная работа № 4. Изучение процесса цилиндрического фрезерования…………………………………………………………………..	26
Лабораторная работа № 5. Исследование шероховатости фрезерован- ной поверхности………………………………………………………….……	35
Лабораторная работа № 6. Изучение процесса поперечного сверления…..	42
Лабораторная работа № 7. Изучение процесса пазового фрезерования…...	48
Список рекомендуемой литературы………………………………………….	56

 

                   

ВВЕДЕНИЕ         

Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Дереворежущие станки и инструменты» состоит из двух частей.

В процессе выполнения лабораторных работ студент должен приобрести следующие умения и навыки: знать сущность процессов резания древесины и древесных материалов, технологическое назначение, факторы и показатели процесса резания; знать принципы работы дереворежущих станков и их устройства.

Методические указания (Часть 1) содержат порядок выполнения лабораторных работ, посвященных изучению простых видов резания, процесса поперечного и продольного пиления круглыми пилами, цилиндрического фрезерования, поперечного сверления, пазового фрезерования, а также методику проведения исследования шероховатости фрезерованной поверхности.

Отчет по каждой работе и все необходимые расчеты выполняются каждым студентом индивидуально. Защита лабораторных работ проводится при наличии у студентов письменного отчета, составленного в соответствии с прилагаемой формой.

 

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

1 К выполнению лабораторных работ студенты допускаются только после изучения правил техники безопасности, инструкций по обслуживанию станков, приборов и стендов и расписавшиеся в регистрационном журнале по технике безопасности.

2 Нахождение студентов в лабораториях кафедры разрешается только в присутствии преподавателя или учебного мастера.

3 Перед началом выполнения работы необходимо удалить с рабочего места посторонние предметы, материалы, инструменты, мешающие выполнению работы; тщательно осмотреть и проверить станок или стенд, устранить замеченные неполадки и неисправности; проверить состояние оборудования и готовность его к работе, надежность закрепления инструмента, наличие, исправность и надежное закрепление ограждений, работу когтевой и других видов защиты; проверить состояние защитного заземления. Установку требуемых режимов работы можно производить только после отключения станка от электросети с помощью вводного выключателя. О пуске станка предупредить окружающих.

4 Во время работы запрещается производить ремонтные, очистные и регулировочные мероприятия; работать без ограждений, на неисправном станке; тормозить вращающийся инструмент заготовкой или иными предметами; класть посторонние предметы на стол, ограждение или механизмы станка; оставлять включенный станок без надзора.

 

 

Лабораторная работа № 1

 

Порядок выполнения работы

Работа выполняется в следующей последовательности:

а) Перед выполнением лабораторной работы необходимо ознакомиться с теоретическими основами главных и переходных видов резания [2,3];

б) на предоставленных образцах научиться визуально определять вид резания и углы перерезания волокон, характеризующие определенный переходной вид резания;

в) по тангенциальному и радиальному срезам заготовки определяется среднее направление волокон и мысленно переносится к изучаемой грани образца;

г) визуально с точностью ± (5 ¸ 10) ⁰  (или с помощью транспортира более точно) оценивается величина угла наклона, образованного направлением волокон с изучаемой гранью;

д) заполняется отчет по лабораторной работе и необходимо овветить на контрольные вопросы.

 

 

Лабораторная работа № 2

КРУГЛЫМИ ПИЛАМИ

Цель работы - теоретическое и практическое изучение процесса поперечного пиления древесины круглыми пилами, приобретение навыков выполнения силовых и энергетических расчетов.

Оборудование, инструмент и материалы - торцовочный станок ЦПА-2; пила круглая для поперечной распиловки древесины; угломер; штангенциркуль (точность до 0,05 мм), секундомер.

 

Порядок выполнения работы

Работа выполняется на торцовочном станке ЦПА-2 в следующей последовательности:

а) Изучить теоретическую часть работы, изложенную в лекциях и настоящих методических указаниях.

б) С участием преподавателя или учебного мастера ознакомиться с конструкцией зубьев пил для поперечной распиловки, особенностями крепления пилы на валу.

в) Заполнить журнал измерений и расчетов (технические данные станка из паспортных данных), параметры пилы и заготовок – измерением штангенциркулем, угломером и микрометром.

г) Произвести осмотр обрабатываемых заготовок на наличие трещин, сколов, несросшихся сучков.

д) Проверить настройку суппорта по высоте (для сквозного распила заготовки вращающаяся пила при рабочем ходе суппорта должна входить на 10-20 мм в прорезь стола).

е) С разрешения и под руководством преподавателя приступить к распиливанию заготовок, при этом фиксировать время распила секундомером.

ж) Произвести несколько резов (один вначале несквозной – для измерения ширины пропила), после чего выполнить соответствующие измерения.

з) Результаты измерений необходимо систематизировать в журнале результатов измерений и расчетов (таблица 2.4).

и) По результатам замеров произвести расчет необходимых параметров процесса поперечного пиления, сделать соответствующие выводы и оформить отчет по прилагаемой в конце работы форме.

Таблица 2.4 - Журнал результатов измерений и расчетов

№№ п/п	Наименование параметров	Ед. изм.	Обозначение	Формулы для определения значений параметров		Значение параметров
						Факт.	Расчет
1	2	3	4	5		6	7
1	Диаметр шайбы	мм	dш	-			-
2	Диаметр пилы	мм	D	-			-
3	Толщина пилы	мм	В	-			-
4	Толщина заготовки	мм	t	-			-
5	Ширина заготовки	мм	Вз	-			-
6	Ширина пропила	мм	Впр	-			-
7	Частота вращения диска пилы	мин^-1	n	Берется из паспорта станка			-
8	Число зубьев пилы	шт	z	-			-
9	Время пропила	мин	Т	-			-
10	Скорость движения подачи	м/мин	Vs			-
11	Подача на зуб	мм	Sz		-
12	Диаметр шайбы	мм	dш		-
13	Скорость главного движения резания	м/с	V		-
14	Величина развода на одну сторону	мм	в1		-
15	Расстояние от центра пилы до верхней поверхности заготовки	мм	С^1		-
16	Угол контакта	град	jк		-
17	Число одновременно режущих зубьев	шт	zреж		-
18	Длина срезаемого слоя (стружки)	мм	l		-
19	Средняя касательная сила на зубе	Н	Рх ср		-
20	Удельная сила резания	Н/мм^2	К		-
21	Средняя толщина срезанного слоя	мм	аср		-
22	Табличное значение удельной силы резания	Н/мм^2	Кт	См. таблицу 2.1			-
23	Поправочный коэффициент на породу		ап	См. таблицу 2.2			-
24	Поправочный коэффициент на затупление зубьев пилы		аr	См. таблицу 2.3			-
25	Средняя окружная касательная сила	Н	Рх окр		-
26	Мощность резания	кВт	Nрез		-

 

 

2.3 Контрольные вопросы

 

а)	От каких факторов зависит скорость движения подачи?
б)	Почему гайка крепления пилы имеет левую резьбу и чем вызвана необходимость в расчете dш на соответствие D?
в)	Как определить среднюю и окружную касательные силы резания?
г)	Что из себя представляет срезаемый слой (стружка) при поперечном пилении и как определяется ее толщина (привести эскиз)?
д)	Что такое подача на зуб и от чего зависит ее величина?
е)	От каких факторов зависит скорость главного движения резания?
ж)	Каким образом можно определить ширину пропила, от каких факторов она зависит?
з)	Форма зубьев для поперечной распиловки древесины (привести эскиз и пояснить его)
и)	Что такое jк, как он определяется, и от каких факторов зависит его величина?
к)	Что включает в себя понятие «число одновременно режущих зубьев»?
л)	Каким соотношением связаны шаг зубьев и число зубьев?

Лабораторная работа № 3

Порядок выполнения работы

Работа выполняется на станке ЦДК4-2 в следующей последовательности:

а) Изучить теоретическую часть работы, изложенную в лекциях и методических указаниях.

б) Снять пилу, для чего необходимо гаечным ключом отвернуть гайку, снять шайбу, а затем пилу.

в) Определить параметры пильного диска: диаметр, D, мм (металлической линейкой); толщину В, мм (микрометром); количество зубьев Z, шт.

г) Замерить толщину распиливаемой заготовки t, мм (штангенциркулем).

д) Провести на пласти линию перпендикулярно кромке и в этом месте замерить штангенциркулем ширину распиливаемой заготовки Вз, затем установить направляющую линейку станка на размер выпиливаемой заготовки.

е) С помощью преподавателя или учебного мастера произвести настройку станка и приступить к выполнению работы.

ж) После распиловки заготовки необходимо замерить ширину отпиленной заготовки В¹з и ширину оставшейся части заготовки В²з в том же месте, где измерялась ширина заготовки Вз до распиливания.

з) Замерить фактическое расстояние между рисками на боковой поверхности пропила «е» по направлению движения подачи в месте выхода рисок на пласть.

и) Результаты измерений необходимо занести в журнал результатов измерений и расчетов (таблицы 3.1 и 3.2).

к) По результатам замеров произвести расчет необходимых параметров процесса продольного пиления древесины, сделать соответствующие выводы и оформить отчет по выполненной работе в представленной форме.

Таблица 3.1 - Журнал результатов измерений и расчетов

№ п/п	Наименование параметров	Един. измер.	Обозначение	Формула для определения значений параметров	Значения параметров
					факт.	расчетн.
1	2	3	4	5	6	7
1	Диаметр окружности резания	мм	D			-
2	Число зубьев пилы	шт	z			-
3	Толщина пилы	мм	В			-
4	Высота пропила	мм	t			-
5	Скорость движения подачи	м/мин	Vs			-
6	Частота вращения пилы	мин^-1	n			-
7	Расстояние между рисками на боковой поверхности пропила	мм	е			-
8	Ширина пропила	мм	Впр	Впр=Вз- (В¢з+Вз²)	-
9	Скорость главного движения резания	м/с	V		-
10	Подача на оборот	мм	So		-
11	Подача на зуб	мм	Sz		-
12	Шаг зубьев пилы	мм	tз		-
13	Расстояние от центра пилы до верхней поверхности заготовки	мм	С^1	С^1=R-(t+C)	-
14	Угол входа	град	jвх		-
15	Угол выхода	град	jвых		-
16	Угол контакта	град	jк		-
17	Длина срезаемого слоя(стружки)	мм	l		-
18	Минимальная толщина срезаемого слоя (стружки)	мм	аmin		-
19	Серединная толщина срезаемого слоя (стружки)	мм	асеред		-
20	Средняя толщина снимаемого слоя (стружки)	мм	аср		-
21	Максимальная толщина срезаемого слоя (стружки)	мм	аmax		-
22	Мощность, затрачиваемая на резание	кВт	Nрез		-

 

Таблица 3.2 – Расчетные параметры кинематических неровностей

 

№ п/п	Наименование параметров	Ед. им.	Обозначение	Формула для определения значений параметров	Значения параметров
1	2	3	4	5	6
1	Величина развода (уширения) на одну сторону	мм	b1	b1=(Впр-В)/2	-
2	Ширина срезаемого слоя (стружки): а) при разведенных зубьях; б) при плющенных зубьях; в) при зубьях с напаянными пластинками и косой заточкой	мм   мм   мм	bc       bc   bс	bс = В   bc = Bпр.   bс» 0,5 Впр.	-   -   -
3	Площадь поперечного сечения срезаемого слоя (стружки) при зубьях	мм^2	fс	fс= аср ^. Впр.	-
4	Эквивалентная толщина срезаемого слоя (стружки): а) при разведенных зубьях; б) при плющенных зубьях; в) при зубьях с напаянными пластинками и косой заточкой	мм   мм     мм	аэ   аэ     аэ	аэ = fc/ bc   аэ = аср     аэ= 2аср	-   -     -
5	Максимальная высота неровностей: а) при разведенных зубьях; б) при плющенных зубьях	мкм   мкм	ymax   ymax		-     -

    3 .3 Контрольные вопросы

    а) Как определить шероховатость поверхности (кинематические неровности) при пилении теоретически?

    б) Каким образом влияет способ подготовки зубьев к работе (развод, плющение, напайка твердосплавных пластин) на шероховатость поверхности?

    в) От чего зависит форма поперечного сечения стружки?

    г) Как изменяется толщина стружки при увеличении угла j?

    д) Какими параметрами характеризуется стружка и чему они равны при различных способах подготовки зубьев к работе?

    е) Что такое эквивалентная толщина срезаемого слоя (стружки)?

    ж) Что такое угол развода?

 

 

Лабораторная работа № 4

ФРЕЗЕРОВАНИЯ

Цель работы - теоретическое и практическое изучение процесса цилиндрического фрезерования и определение динамических характеристик процесса путем решения прямой задачи, т.е. по заданной скорости подачи и известным технологическим параметрам обработки (глубине, ширине фрезерования, породе древесины, диаметре окружности резания, частоте вращения режущего инструмента и пр.) определить главную и радиальную составляющие силы резания и мощность, затрачиваемую на резание.

Оборудование, инструмент и материалы - станок рейсмусовый СР6-7; станок фуговальный СФ4-4; образцы древесины различных пород; мерительный инструмент: микрометр, штангенциркуль, линейка, угломер.

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ

ФРЕЗЕРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Цель работы - теоретическое и экспериментальное изучение студентами микрогеометрических параметров поверхности; определение шероховатости фрезерованной поверхности заготовки, обработанной на рейсмусовом станке СР6-7.

Оборудование, инструмент и материалы - станок рейсмусовый СР6-7; мерительный инструмент: штангенциркуль, микрометр, угломер, образцы древесины.

 

 

Таблица 5.2 - Журнал результатов измерений и расчетов

№№ п/п	Наименование параметров	Единицы измерения	Обозначение	Формулы для определения значений параметров	Значения параметров
1	Диаметр резания	мм	D	D = 2R
2	Частота вращения инструмента	мин^-1	n
3	Глубина фрезерования	мм	t
4	Ширина срезаемого слоя (стружки)	мм	B
5	Скорость главного движения резания	м/с	V
6	Подача на резец	мм	Sz
7	Подача на оборот	мм	So
8	Угол входа	град	j вх
9	Угол выхода	град	j вых
10	Длина срезаемого слоя (стружки)	мм	l
11	Средняя толщина срезаемого слоя	мм	аср
12	Максимальная толщина срезаемого слоя	мм	аmax
13	Глубина волны при е1 = е2 = Sz, при е1 = So	мм	у у1

 

Таблица 5.3 - Значения расчетных величин

№№ п/п	Vs	Sz	So	е1	jпод	у	Rmmax
1
2
3
4

 

5.3 Контрольные вопросы

 

а)	Что такое шероховатость обработанной поверхности и чем регламентируются ее параметры?
б)	Какие параметры обработанной поверхности Вы знаете?
в)	Чем характеризуется шероховатость поверхности после фрезерования?
г)	Каким образом можно уменьшить глубину неровностей?
д)	От каких параметров зависит глубина неровностей?
е)	Что такое угол скорости подачи?
ж)	Как влияет разность радиусов резания на шероховатость поверхности?

 

 

Лабораторная работа № 6

Порядок выполнения работы

    Работа выполняется на сверлильно-пазовальном станке СВПА-2 в следующей последовательности

     а) Изучить теоретическую часть работы, изложенную в лекционном и методическом материале.

     б) С участием преподавателя или учебного мастера ознакомиться с основными механизмами станка, с режущим инструментом.

в) Ознакомиться с механизмом крепления сверла, порядком крепления в патроне и съемом.

г) Произвести с помощью учебного мастера настройку станка на размер обрабатываемой заготовки.

 д) Произвести обработку заготовки.

    е) Приступить с разрешения преподавателя к выполнению работы: составление схем и выполнение расчетов по представленным формулам (недостающие данные взять из паспорта станка)

    ж) По результатам выполненной работы сделать соответствующие выводы и оформить отчет по выполненной работе в представленной форме.

   

 6.3 Отчет по лабораторной работе

    Отчет по лабораторной работе включает:

    а) схему поперечного сверления;

    б) расчеты по формулам 1-23;

    в) выводы по результатам работы.

 

    6.4 Контрольные вопросы

    а) Каково технологическое назначение сверления?

    б) Расскажите о конструкции сверл для поперечного сверления?

    в) Стружкообразование при поперечном сверлении.

    г) Расскажите о задних углах и угле движения, об их влиянии на процесс сверления?

д) От каких факторов зависит удельная работа резания?

 

Лабораторная работа № 7

Порядок выполнения работы

Работа выполняется на сверлильно-пазовальном станке СВПА-2 в следующей последовательности:

    а) Изучить теоретическую часть работы, изложенную в лекциях и настоящем методическом указании.

б) С участием преподавателя или учебного мастера ознакомиться с конструктивными особенностями инструмента для пазового фрезерования.

в) Произвести осмотр обрабатываемых заготовок: определить породу древесины, наличие трещин, сколов, разнотолщинности и пр.

г) Отрегулировать положение стола на требуемую высоту и глубину фрезерования.

д) Произвести фрезерование заготовок на заданные размеры паза.

е) После выполнения фрезерования необходимо произвести необходимые замеры заготовок и приступить к выполнению расчетной части работы.

ж) Составить схемы и выполнить необходимые расчеты по формулам 1-21.

з) По результатам выполненной работы сделать соответствующие выводы и оформить отчет по выполненной работе.

    7.3. Отчет по лабораторной работе

    Отчет по лабораторной работе включает:

    а) Рисунок 7.1 – Конструкция концевой фрезы.

    б) Рисунок 7.4 – Формирование гнезда на станке СВПА-2.

    в) Расчеты по формулам 1-21.

    г) Выводы по результатам работы.

 

    7.4 Контрольные вопросы

    а) Каково технологическое назначение пазового фрезерования?

    б) Расскажите о процессе пазового фрезерования.

    в) Расскажите о конструкции концевых фрез.

    г) Какие факторы обусловливают высоту кинематических неровностей при пазовом фрезеровании?

    д) От каких параметров зависит угол движения и каким образом он влияет на процесс фрезерования?

 

Список рекомендуемой литературы

 

1. Амалицкий, В.В. Деревообрабатывающие станки и инструменты [Текст]: учеб. для сред. проф. образования по специальности 250403 "Технология деревообраб." / В. В. Амалицкий, В. В. Амалицкий. - 5-е изд., стер. - М.: Академия, 2009. - 400 с.

2. Амалицкий, В.В. Оборудование отрасли [Текст]: учеб. для вузов по специальности 260200 (250403) "Технология деревообраб." / В. В. Амалицкий, В. В. Амалицкий; МГУЛ. - М., 2006. - 583 с.

3. Глебов, И.Т. Резание древесины [Текст]: учеб. пособие для вузов по направлению подгот. дипломир. специалиста 250400 "Технология лесозаготов. и деревоперераб. пр-в" по специальности 250403 / И. Т. Глебов. - СПб.: Лань, 2010. - 254 с.

4. Любченко, В.И. Резание древесины и дереворежущий инструмент [Текст]: учеб. пособие для вузов по специальности 150405 "Машины и оборудование лесного комплекса", 220301 "Автоматизация технол. процессов", 250403 "Технология деревообраб." / В. И. Любченко, В. Г. Суханов, В. В. Кишенков; МГУЛ. - М., 2007. - 91 с.

5. 6.2.4 Коротков, В.И. Деревообрабатывающие станки [Текст]: учеб. для нач. проф. образования / В. И. Коротков. - М.: Академия, 2009. - 300 с.

Шевелева Елена Викторовна

 

ЧАСТЬ 1

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ  для студентов

направления подготовки бакалавров 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»

 

 

    Формат                    Объем               Тираж      экз. Заказ

     Выполнил Шевелева Е.В.

     Брянский государственный инженерно-технологический университет,

     Кафедра транспортно-технологических машин и сервиса

 

 

ДЕРЕВОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ

ЧАСТЬ 1

 

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ для

студентов направления подготовки бакалавров 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»

 

 

 

 

Брянск 2017

 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Брянский государственный

инженерно-технологический университет»

 

 

Кафедра транспортно-технологических машин и сервиса

 

Утверждены научно-методическим

советом БГИТУ

Протокол № 5

от «20» марта 2017 г.